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난방 온도 높이는 것보다 옷을 입는 게…

본격적인 겨울 기간 중에는 난방기구 사용이 늘어 전기 요금 가격 상승을 절감하는 사람이 많을 것이다. 이런 추운 겨울을 극복하려면 단열 성능이 높은 집이나 에너지 효율이 높은 난방기구를 사용하는 것보다 제대로 옷을 입는 쪽이 압도적으로 절약된다고 한다.

지난 수십 년간 주택 단열 성능과 난방기구 에너지 효율은 상대적으로 향상됐으며 이로 인해 에너지 소비가 크게 줄어든다. 예를 들어 미국의 경우 인구 증가와 쾌적성 수준 향상에도 불구하고 난방기구 에너지 소비량은 1993년부터 2005년까지 19%나 감소했으며 유사 추세는 다른 선진국에서도 볼 수 있다고 한다.

그럼에도 불구하고 난방기구 에너지 소비는 엄청나며 대부분은 화석 연료에 의존한다. 또 단열 성능이 높은 첨단 주택 설비에 의해 에너지 소비량을 억제할 수 있다는 주장도 있지만 이런 주장 대부분은 낡은 건물을 해체해 새로운 주택을 짓는데 걸리는 에너지 소비량을 고려하지 않았다는 지적이다.

또 첨단 단열재를 이용한 주택과 에너지 효율이 높은 난방기구는 원래 비싸기 때문에 누구나 쉽게 정렬할 수 있는 것도 아니다.

이런 문제를 해결하는 간단한 방법은 난방 설정 온도를 낮추고 더 많은 옷을 입는 것이다. 난방 설정 온도를 낮춰 얼마나 에너지 소비를 절약할 수 있는지는 옥외 온도에 따라 다르지만 온난한 기후라도 난방 설정 온도를 1도 낮추는 것만으로 9∼10%나 에너지 소비를 절약할 수 있는 것으로 밝혀졌다.

미국난방냉동공조학회 ASHRAE는 겨울 실온을 섭씨 21∼23도 설정하는 게 좋다고 말한다. 네덜란드 보고서에 따르면 겨울 평균 실온은 1984년 시점에선 섭씨 20도였지만 1992년에는 섭씨 21도로 상승했다고 한다. 이런 데이터는 실내 온도 상승을 입증하기에는 충분하지 않을 수 있지만 난방기구 개선으로 인해 많은 사람에게 편안함이 해마다 상승하는 건 상상하기 어렵지 않다. 1993년부터 2005년에 걸쳐 난방기구 에너지 소비량은 20% 가량 삭감됐다. 하지만 이는 난방기구 설정 온도를 2도 가량 낮추는 것과 같은 정도 에너지 절약 효과 밖에 없다. 난방기구 설정 온도를 22도에서 18도로 낮추면 에너지 소비량을 35%까지 절약할 수 있는 만큼 난방기구 설정온도를 낮추고 옷을 입는 걸 권장하는 것이다.

원래 인체 심부 체온은 섭씨 37도 정도지만 피부 온도는 섭씨 33∼34도 전후다. 피부 온도가 낮아지는 이유는 환경 온도가 체온보다 낮기 때문이다. 열 방출은 호흡과 피부에서 발생하지만 대부분은 피부에서 발생하지만 이를 방지하기 위해 인간 이외에 많은 동물은 머리카락과 깃털로 덮여 있다.

피부로터의 방열을 막기 위해 의복 착용이 필요하지만 의복 사태는 열을 발생시키는 건 아니며 어디까지나 체온이 밖으로 도망하는 걸 막기만 한다. 이는 피부와 의복 사이에 있는 공기층을 따뜻하게 해 일어나는 것으로 공기는 열전도율이 비교적 나쁘기 때문에 뛰어난 단열재가 된다고 한다. 실제로 집 단열 시스템도 기본적으론 같은 방식으로 공기가 사용된다. 집과 인간의 단열 방법 차이로는 인간은 몸을 움직일 수 있도록 피부를 감싸는 의복이 가볍고 움직이기 쉬울 필요가 있지만 집은 움직이거나 쾌적함을 요구할 필요가 없기 때문에 단단하고 부피가 큰 재료를 사용한다.

의복 단열 특성은 clo라는 단위로 나타낼 수 있다. 이는 국제 표준 단위는 아니지만 1clo는 0.155m²K/W에 상당하며 3피스 비즈니스 수트와 얇은 속옷을 착용한 상태와 같은 단열 효과가 있다. 유럽에선 tog라는 같은 단열 특성 단위가 있으며 1tog=0.645clo에 상당한다. 건축 단열재 R과 비교 가능하며 1clo=0.88R이다.

중립적인 온도 감각을 유지하기 위해 필요한 단열 특성은 섭씨 10도 실온에서 2.7clo라고 하며 실온이 섭씨 0도로 내려가면 필요한 단열 특성은 4clo까지 상승한다고 한다. 실온이 1도 변화할 때마다 의복 단열 특성도 0.18clo 가량 변화한다고 한다.

ASHREA에 의한 옷 종류마다 대략적인 clo 값을 알면 착용하는 의복 clo 값을 단순 합산해 단열 특성을 계산할 수 있다. 반소매 티셔츠는 0.10clo이며 민소매 속옷 0.06clo, 여성용 브루머 0.20clo, 반소매 셔츠 0.15~0.25clo, 긴팔 셔츠 0.20~0.30clo, 바지 0.25~0.35clo, 롱스커트 로브 0.20clo 0.30clo, 브리프 0.05clo, 양말 0.04~0.10clo, 긴소매 속옷 0.20~0.35clo, 타이츠 0.20~0.35clo다.

또 어디까지나 일반적인 경험칙이지만 clo 값은 옷 중량의 0.15배에 상당한다고 한다. 다만 재료공학 발전에 의해 가볍고 clo 값이 높은 의류도 등장하고 있다. 기능성 이너웨어 등 clo 값을 정확하게 문서화한 건 없지만 2배로 대략 추산하고 있다. 그 밖에도 몸에 딱 맞는 롱티셔츠와 스타킹은 최적의 펌핑계수를 갖고 있다. 펌핑계수는 clo 값 외에 의류 단열성을 정의하는 또 다른 요소이며 착용자 움직임으로 인한 공기 움직임을 나타내는 지표다. 예를 들어 판초나 와이드 팬츠 등 느슨한 의복보다 몸에 딱 맞는 속옥이 훨씬 펌핑계수가 뛰어나기 때문에 clo 값이 가까운 의복에서도 실제 단열 효과는 단연 펌핑계수가 높은 의류 쪽이 높아진다고 한다. 또 단일 큰 공기층보다 복수로 얇은 공기층이 있는 쪽이 단열 효과가 높아지기 때문에 clo 값이 높은 속옷이나 의류를 착용하는 것으로 높은 단열 효과를 기대할 수 있다.

덧붙여 미 공군에 따르면 0.25~0.35clo인 롱팬츠 2장을 겹쳐 입으면 1.4clo가 되어 2배 이상 clo 값이 올라 단열 효과가 단번에 높아진다고 한다. 그 밖에 실온 이외에도 몸을 움직이지 않고 가만히 있는지 가벼운 동작을 하고 있는지 등에 따라 필요한 clo 값은 변한다. 예를 들어 실온이 섭씨 10도일 때 몸을 움직이지 않으면 2.7clo가 필요하지만 가벼운 활동을 실시하고 있다면 필요한 clo 값은 1.7clo 정도로 내려간다. 열 생성이 30와트 증가할 때마다 쾌적 온도는 1.7도 저하된다고 한다.

다만 사람이 쾌적하다고 느끼는 온도는 성별이나 연령 뿐 아니라 개인에 따라서도 크게 다르기 때문에 필요한 clo 값은 어디까지나 참고 정도로 하는 게 좋다. 그럼에도 불구하고 의복을 제대로 끼워 입은 단열 특성은 무시할 수 없는 효과가 있기 때문에 절약에 효과적인 건 분명하다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.

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